一文读懂UDP协议
UDP（User Datagram Protocol） 用户数据报协议
什么是UDP
数据分发服务（DDS™）是一个简单的面向数据报的通信协议，位于OSI模型的传输层。该协议在RFC 768中被规范。典型网络上的众多使用UDP协议的关键应用在一定程度上是相似的。
使用UDP的优势
相比于TCP 协议，UDP具有更低的消耗和延迟优势，适用于不需要或在程序中执行错误检查和纠正的应用，它避免了协议栈中此类处理的开销。因为在特定场景里丢弃数据包比等待或重传导致延迟更可取。
使用UDP的劣势
由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议，所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。某些应用程序（如TFTP）可能会根据需要在应用程序层中添加基本的可靠性机制。
应用场景
许多关键的互联网应用程序使用UDP，包括：
域名系统（DNS），其中查询阶段必须快速，并且只包含单个请求，后跟单个回复数据包：
1.动态主机配置协议（DHCP），用于动态分配IP地址；
2.简单网络管理协议（SNMP）；
3.路由信息协议（RIP）；
4.网络时间协议（NTP）。
流媒体、在线游戏流量通常使用UDP传输。 实时视频流和音频流应用是可以接受偶尔的丢包，不能接受重传数据包带来的高延迟。
UDP的分组结构
UDP报头
报头包括4个字段，每个字段占用2个字节（即16个二进制位）。在IPv4中，“来源连接端口”和“校验和”是可选字段（以粉色背景标出）。在IPv6中，只有来源连接端口是可选字段。 各16bit的来源端口和目的端口用来标记发送和接受的应用进程。因为UDP不需要应答，所以来源端口是可选的，如果来源端口不用，那么置为零。在目的端口后面是长度固定的以字节为单位的长度域，用来指定UDP数据报包括数据部分的长度，长度最小值为8byte。首部剩下的16bit是用来对首部和数据部分一起做校验和（Checksum）的。这部分是可选的，但在实际应用中一般都使用这一功能。
校验和
校验和字段可以用于发现头部信息和数据中的传输错误。该字段在IPv4中是可选的，在IPv6中则是强制的。如果不使用校验和，该字段应被填充为全0。
Java使用UDP协议简单例子
发送端代码：
public class DaytimeUDPClient {
private final static int PORT = 13;
public static void main(String[] args) {
//传入0表示让操作系统分配一个端口号
try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket(0)) {
socket.setSoTimeout(10000);
//指定包要发送的目的地
DatagramPacket request = new DatagramPacket(“127.0.0.1”, 1, host, PORT);
//为接受的数据包创建空间
DatagramPacket response = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
socket.send(request);
socket.receive(response);
String result = new String(response.getData(), 0, response.getLength(), "ASCII");
System.out.println(result);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}接收端代码：
public class DaytimeUDPServer {
private final static int PORT = 13;
public static void main(String[] args) {
try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket(PORT)) {
while (true) {
try {
DatagramPacket request = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
socket.receive(request);
String daytime = new Date().toString();
byte[] data = daytime.getBytes("ASCII");
DatagramPacket response = new DatagramPacket(data, data.length, request.getAddress(), request.getPort());
socket.send(response);
System.out.println(daytime + " " + request.getAddress());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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